Programming PLC systems is limited by the provided libraries. In contrary, hardware-near programming needs bigger efforts in e. g. initializing the hardware. This work others a foundation to combine advantages of both development sides. Therefore, Portable.NET from the DotGNU project has been used, which is an implementation of CLI, better known as “.NET”. The target system is the PLCcore-5484 microcontroller board, developed by SYS TEC electronic GmbH. Built upon the porting, two variants to use interrupt routines withing the Portabe.NET runtime environment have been analyzed. Finally, the reaction times to occuring interrupt events have been examined and compared. / Die Programmierung für SPS-Systeme ist durch die gegebenen Bibliotheken beschränkt, während hardwarenahe Programmierung einen größeren Aufwand durch z.B. Initialisierungen hat. Diese Arbeit bietet eine Grundlage, um die Vorteile beider Entwicklungsseiten zu kombinieren. Dafür wurde Portable.NET des DotGNU-Projekts, eine Implementierung des CLI, bekannter unter dem Namen “.NET”, benutzt. Das Zielsystem ist das PLCcore-5484 Mikrocontrollerboard der SYS TEC electronic GmbH. Aufbauend auf der Portierung wurden zwei Varianten zur Einbindung von Interrupt-Routinen in die Portable.NET Laufzeitumgebung untersucht. Abschließend wurden die Reaktionszeiten zu eintretenden Interrupts analysiert und verglichen.

Thesis--Technische Universität Hannover. / Includes bibliographical references.

In die Infrastruktur unserer Gesellschaft sind komplexe IT-Systeme fest eingebettet. Die Verbreitung und Verstetigung von IT-Systemen betrifft zentrale Bereiche unserer Gesellschaft beispielsweise Verkehrs-, Finanz- oder Gesundheitssystem. Lange Zeit standen funktionale Aspekte bei der Entwicklung informationstechnischer Systeme im Vordergrund. In den letzten Jahren haben sich jedoch nichtfunktionale Eigenschaften von IT-Systemen wie Robustheit zu unverzichtbaren Schlüsseleigenschaften in einer Vielzahl von Anwendungsfeldern entwickelt. Systeme während der Betriebsphase sind Veränderungen der gegebenen Einsatz- und Betriebsbedingungen durch Störungen der Umgebung oder auch Verschleißerscheinungen ausgesetzt. Ziel der Forschungsarbeit ist es ein Konzept für die Systemeigenschaft Robustheit zu entwickeln. Für ein gegebenes System mit einem definierten Funktionsziel ist zu analysieren, inwieweit es robust hinsichtlich Störungen der Einsatzbedingungen, verursacht durch Ereignisse der Umgebung, ist und folglich trotzdem das Funktionsziel erfüllt. Das vorgestellte Konzept umfasst dabei zwei wesentliche Problemstellungen: Bewertung der Robustheit Methode für robuste Systeme zur Laufzeit In Abhängigkeit der technischen Kennzahl, Robustheit, wird eine optimale Entscheidungsstrategie gewählt und so das Systemverhalten gesteuert. Mit der Integration eines Robustheitskonzepts insbesondere für den Systembetrieb soll anhand der Berücksichtigung der Systemeigenschaft Robustheit zur Laufzeit ein Beitrag zum Qualitätszuwachs bei Systemen geleistet werden. / Complex IT-systems are deeply embedded in the infrastructure of the society. The integration of these systems is important for plenty of areas such as the transportation system, the financial system or the health care system. For a long time, the functional aspects of the invention had been put forward. But lately the non-functional characteristics of IT-systems such as robustness have developed to essential key factors in many fields. A lot of systems are being exposed to environmental disturbances are showing during the stage of operation. This research work purpose is to develop a concept of robustness to increase system robustness. The robustness of embedded systems is supposed to be analyzed towards disturbances and terms of usage that were caused by the environment. Thereby the concept targets two main issues: measurement of the robustness and methods for robust systems concerning its duration. Depending on the value of robustness a proper decision is made in order to control the behavior of the system. Through an integration of the above mentioned concept, a rise of quality regarding the robustness of the system is pursued respecting its period of operation.

Zugl.: Paderborn, Univ., Diss., 2008

Paderborn, Universiẗat, Diss., 2008.

In die Infrastruktur unserer Gesellschaft sind komplexe IT-Systeme fest eingebettet. Die Verbreitung und Verstetigung von IT-Systemen betrifft zentrale Bereiche unserer Gesellschaft beispielsweise Verkehrs-, Finanz- oder Gesundheitssystem. Lange Zeit standen funktionale Aspekte bei der Entwicklung informationstechnischer Systeme im Vordergrund. In den letzten Jahren haben sich jedoch nichtfunktionale Eigenschaften von IT-Systemen wie Robustheit zu unverzichtbaren Schlüsseleigenschaften in einer Vielzahl von Anwendungsfeldern entwickelt. Systeme während der Betriebsphase sind Veränderungen der gegebenen Einsatz- und Betriebsbedingungen durch Störungen der Umgebung oder auch Verschleißerscheinungen ausgesetzt. Ziel der Forschungsarbeit ist es ein Konzept für die Systemeigenschaft Robustheit zu entwickeln. Für ein gegebenes System mit einem definierten Funktionsziel ist zu analysieren, inwieweit es robust hinsichtlich Störungen der Einsatzbedingungen, verursacht durch Ereignisse der Umgebung, ist und folglich trotzdem das Funktionsziel erfüllt. Das vorgestellte Konzept umfasst dabei zwei wesentliche Problemstellungen: Bewertung der Robustheit und Methode für robuste Systeme zur Laufzeit. In Abhängigkeit der technischen Kennzahl, Robustheit, wird eine optimale Entscheidungsstrategie gewählt und so das Systemverhalten gesteuert. Mit der Integration eines Robustheitskonzepts insbesondere für den Systembetrieb soll anhand der Berücksichtigung der Systemeigenschaft Robustheit zur Laufzeit ein Beitrag zum Qualitätszuwachs bei Systemen geleistet werden. / Complex IT-systems are deeply embedded in the infrastructure of the society. The integration of these systems is important for plenty of areas such as the transportation system, the financial system or the health care system. For a long time, the functional aspects of the invention had been put forward. But lately the non-functional characteristics of IT-systems such as robustness have developed to essential key factors in many fields. A lot of systems are being exposed to environmental disturbances are showing during the stage of operation. This research work purpose is to develop a concept of robustness to increase system robustness. The robustness of embedded systems is supposed to be analyzed towards disturbances and terms of usage that were caused by the environment. Thereby the concept targets two main issues: measurement of the robustness and methods for robust systems concerning its duration. Depending on the value of robustness a proper decision is made in order to control the behavior of the system. Through an integration of the above mentioned concept, a rise of quality regarding the robustness of the system is pursued respecting its period of operation.

This thesis explores the execution of object-oriented code on an embedded Java platform. It presents established and derives new approaches for the implementation of high-level object-oriented functionality and commonly expected system services. The goal of the developed techniques is the provision of the architectural base for an efficient and predictable code execution. The research vehicle of this thesis is the Java-programmed SHAP platform. It consists of its platform tool chain and the highly-customizable SHAP bytecode processor. SHAP offers a fully operational embedded CLDC environment, in which the proposed techniques have been implemented, verified, and evaluated. Two strands are followed to achieve the goal of this thesis. First of all, the sequential execution of bytecode is optimized through a joint effort of an optimizing offline linker and an on-chip application loader. Additionally, SHAP pioneers a reference coloring mechanism, which enables a constant-time interface method dispatch that need not be backed a large sparse dispatch table. Secondly, this thesis explores the implementation of essential system services within designated concurrent hardware modules. This effort is necessary to decouple the computational progress of the user application from the interference induced by time-sharing software implementations of these services. The concrete contributions comprise a spill-free, on-chip stack; a predictable method cache; and a concurrent garbage collection. Each approached means is described and evaluated after the relevant state of the art has been reviewed. This review is not limited to preceding small embedded approaches but also includes techniques that have proven successful on larger-scale platforms. The other way around, the chances that these platforms may benefit from the techniques developed for SHAP are discussed.

Aus der Vision, Computertechnik für den schmalen Geldbeutel technisch interessierten Jugendlichen verfügbar zu machen entstand ein kreditkartengroßer Einplatinencomputer, der Raspberry Pi. Wir möchten den Raspi im Vortrag etwas näher vorstellen und in einer kleinen Demonstration Anregungen für eigene Projekte geben. Gespannt sind wir auch auf Projekte, welche die Zuhörer bereits mit dem Raspberry Pi umgesetzt haben.

Bei der Entwickelung von System-on-Chip (SoC) Debuggern ist es leider hinreichend oft erforderlich den Debugger selbst auf mögliche Fehler zu untersuchen. Da alle ernstzunehmenden Debugger konstruktionsbedingt selbst ein eingebettetes System darstellen, erwächst die Notwendigkeit eine einfache und sicher kontrollierbare Diagnose-Hardware zu entwerfen, welche den Zugang zur Funktionsweise des Debuggers über seine Ausgänge erschließt. Derzeitig ist der Test Access Port (TAP nach IEEE 1149.1-Standard) für viele Integratoren die Grundlage für den Zugriff auf ihre instanzierte Hardware. Selbst in forschungsorientierten Multi- Core System-on-Chip Architekturen wie dem ARM11MP der Firma ARM wird dieses Verfahren noch immer eingesetzt. In unserem Beitrag möchten wir ein Spezialwerkzeug zur Analyse des TAPKommunikationsprotokolles vorstellen, welches den Einsatz teurer Analysetechnik (Logik- Analysatoren) unnötig werden lässt und darüber hinaus eine komfortable, weitergehende Unterstützung für Multi-Core-Systeme bietet. Aufbauend auf der Problematik der Abtastung und Erfassung der Signalzustände am TAP mittels FPGA wird auf die verschiedenen Visualisierungs- und Analyseaspekte der TAPProtokollphasen in einer Multi-Core-Prozessor-Zielsystemumgebung eingegangen. Die hier vorgestellte Lösung ist im Rahmen eines FuE-Verbundprojektes enstanden. Das Vorhaben wird im Rahmen der Technologieförderung mit Mitteln des Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE) 2000-2006 und mit Mitteln des Freistaates Sachsen gefördert.

This paper presents a novel implementation of an embedded Java microarchitecture for secure, realtime, and multi-threaded applications. Together with the support of modern features of object-oriented languages, such as exception handling, automatic garbage collection and interface types, a general-purpose platform is established which also fits for the agent concept. Especially, considering real-time issues, new techniques have been implemented in our Java microarchitecture, such as an integrated stack and thread management for fast context switching, concurrent garbage collection for real-time threads and autonomous control flows through preemptive round-robin scheduling.